MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………..................2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN……………………………………..............…...…..3

CHƯƠNG I:  TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY……………………............…...…4

1.1. Công dụng chung và khái niệm của thang máy bệnh viện. ……….........…5

1.2. Cấu tạo thang máy bệnh viện…………………………………………........…5

1.3. Phân loại thang máy và phạm vi sử dụng (theo công dụng gồm 5 loại…...7

1.3.1. Phân loại theo chức năng………………………………………………....…7

1.3.2. Phân loại theo tốc độ dịch chuyển. ………………………..……….………8

1.3.3. Phân loại theo tải trọng. ……………………………………………….….…8

1.3.4. Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời đối với thang máy điện…………...….8

1.3.5. Theo hệ thống vận hành. ……………………………………………...……8

1.3.6. Theo kết cấu các cụm cơ bản……………………………………….…...…9

1.3.7. Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang……………………..…….12

1.3.8. Theo vị trí đặt máy dẫn động (bộ tời kéo).…………………………..……13

1.3.9. Cụm đối trọng…………………………………………………………......…15

1.4. Tính năng suất của thang máy bệnh viện. ………………………..…......…16

Chương II: HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THANG MÁY………………...........……20

2.1. Sơ đồ dẫn động của thang máy có hộp số………………………......…..…20

2.2. Khối lượng đối trọng. ……………………………………………............……23

2.3. Tính chọn cáp nâng………………………………………………...........……24

2.3.1. Xác định lực căng lớn nhất ……………………………………….….….…24

2.3.2. Xác định lực kéo đứt……………………………………………….….….…25

2.3.3. Xác định đường kính của sợi cáp………………………………….………26

2.3.4. Kích thước lắp đặt thang máy………………………………………..…..…27

2.3.5. Xác định kích thước cơ bản của puly ma sát…………………....….…….28

2.4. Tính công suất của động cơ và chọn động cơ……………………...…....…32

2.5. Hộp giảm tốc…………………………………………………….............….…34

2.5.1. Số vòng quay của puly……………………………………………..…..…...34

2.5.2. Xác định tỷ số truyền……………………………………………..…........…34

2.5.3. Xác định thông số động học của hộp giảm tốc………………..…........…36

2.6. Tính toán phanh…………………………………………….….…..........….…36

CHƯƠNG III: THANG CUỐN……………………………….…….............…...…38

3.1. Công dụng thang cuốn. ………………………………………........…..….…38

3.2. Phân loại.……………………………………………………….............…...…38

3.3. Sơ đồ cấu tạo. ………………………………………………….........…..……39

3.4. Nguyên lý làm việc…………………………........…………………….....……41

TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………..........…..…...….…44

LỜI NÓI ĐẦU

Trong hoạt động kỹ thuật, thiết kế máy là một quá trình sáng tạo để tạo ra một loại máy mới hoặc cải tiến từ các loại máy, chi tiết đã có, đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững những kiến thức lý thuyết và biết chắt lọc từ những kinh nghiệm thực tế để có thể đưa ra phương án, phương pháp thiết kế tối ưu nhất cho ý tưởng của mình về loại máy, chi tiết mà mình định thiết kế.

Trong công cuộc phát triển đất nước hiện nay, để có một nền sản xuất tiên tiến thì không thể thiếu sự trợ giúp của máy móc, và hiện nay từ nền sản xuất lớn đến nền sản xuất nhỏ hầu như đều có sự trợ giúp của máy móc, đây là quá trình tất yếu của sự phát triển. Và trong quá trình khai thác, sử dụng các máy móc không tránh khỏi những loại hỏng hóc do nguyên nhân chủ quan lẫn khách quan tác động đến. Do vậy, trong quá trình thiết kế, người kỹ sư phải tính toán sao cho một máy mới được chế tạo ra phải đạt được tính an toàn cao nhất cho máy đó. Điều đó sẽ giảm bớt nhiều cho chi phí sửa chữa, thay thế các chi tiết máy hoặc phải thay thế cả máy đó. Do đó, việc thiết kế thang máy - thang cuốn cũng phải đáp ứng được các tính kỹ thuật, tính kinh tế, đảm bảo máy hoạt động đạt được hiệu suất cao nhất, sự an toàn tối đa cho máy và cho người sử dụng.

Thang máy- thang cuốn là môn học nhằm cung cấp những kiến thức chuyên môn nhất cho sinh viên ngành cơ khí để thiết kế một loại thang máy - thang cuốn nào đó. Việc mắc phải những lỗi, thiếu sót trong bài thiết kế này là không tránh khỏi. Kính mong các nhà giáo, và bạn đọc có những ý kiến phê bình, sự góp ý để bài thiết kế sẽ được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy : TS…………… đã giúp đỡ, hướng dẫn để bài thiết kế của em được hoàn chỉnh.

                                                                                                                                                         TP Thủ Đức, ngày … tháng … năm 20….

                                                                                                                                                      Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                                     ………………..

CHƯƠNG I:  TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY

1.1. Công dụng chung và khái niệm của thang máy bệnh viện.

  Thang máy là thiết bị nâng dùng để vận chuyển người hoặc hàng hóa ở trong một cabin, và chuyển động theo những bộ dẫn hướng thẳng đứng cố định. Được dùng trong các cao ốc, siêu thị, khách sạn, nhà hàng, bệnh viện,... Hiện nay thang máy bệnh viện được dùng nhiều loại có tải trọng 1000 kg và 1600 kg, loại 750 kg ít dùng hơn.

Đặc điểm của thang bệnh viện:

+ Kích thước cabin rộng hơn, sâu hơn so với thang dùng chở người bình thường. Tối thiểu loại 750 kg phải có chiều rộng cabin 1300 mm và sâu 2300 mm (đủ để chở băng ca). Nếu thang máy dùng để chở cả giường bệnh, dụng cụ y tế và nhận viên đi kèm thì phải trang bị thang máy có cabin và tải trọng lớn;

+ Tốc độ thấp hơn so với thang dùng để chở người khi có cùng số tầng (đối với nhà cao tầng);

+ Cửa cabin và cửa tầng thường loại mở lùa ngang về một phía (để tiết kiệm diện tích giếng thang), chiều rộng cửa tối thiểu: 1100 mm;

1.2. Cấu tạo thang máy bệnh viện

Cấu tạo thang máy bệnh viện và nguyên lý hoạt động giống như thang máy chở người. Ngoài các tính năng thêm, nó phải đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn an toàn như thang máy chở người.

Cấu tạo thang máy bệnh viện như hình 1.1.

1.3. Phân loại thang máy và phạm vi sử dụng (theo công dụng gồm 5 loại).

1.3.1. Phân loại theo chức năng

- Thang máy chở người:

Gia tốc cho phép được quy định theo cảm giác của hành khách: Gia tốc tối ưu là a < 2 m/s²

+ Thang máy dùng trong các toà nhà cao tầng: loại này có tốc độ trung bình hoặc lớn, đòi hỏi vận hành êm, an toàn và có tính mỹ thuật...

+ Thang máy dùng trong bệnh viện: Loại này chuyên dùng cho các bệnh viện, các khu điều dưỡng,... Kích thước thông thủy cabin phải đủ lớn để chứa băng ca (cáng) hoặc cả giường của bệnh nhân, cùng với các bác sỹ, nhân viên y tế và các dụng cụ cấp cứu đi kèm.

- Thang máy chở hàng:

  Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, trong kinh doanh...Nó đòi hỏi cao về việc dừng chính xác buồng thang máy đảm bảo cho việc vận chuyển hàng hoá lên xuống thang máy được dễ dàng thuận tiện...

1.3.3.  Phân loại theo tải trọng.

- Thang máy loại nhỏ: Q < 500 Kg. Hay dùng trong thư viện, trong các

nhà hàng ăn uống để vận chuyển sách hoặc thực phẩm

- Thang máy loại trung bình: Q = 500  - 1000 Kg.

- Thang máy loại lớn: Q = 1000 - 1600 kg.

- Thang máy loại rất lớn Q > 1600 Kg.

1.3.5. Theo hệ thống vận hành.

a) Theo mức dò tự động:

+ Loại nửa tự động.

+ Loại tự động.

c) Theo vị trí điều khiển:

+ Điều khiển trong cabin.

+ Điều khiển ngoài cabin.

+ Điều khiển cả trong và ngoài cabin.

c) Theo cách treo cabin và đối trọng:

- Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin.

- Qua palăng cáp vào đầu trên của cabin.

- Đẩy từ phía dưới đáy thông qua các puly trung gian.

d) Theo hệ thống cửa cabin:

- Theo phương pháp đóng mở cửa cabin:

+ Đóng mở cửa bằng tay.

+ Đóng mở cửa nửa tự động.

e) Theo loại bộ hãm bảo hiểm an toàn cabin:

- Hãm tức thời, loại này thường dùng cho thang máy có tốc độ thấp đến 45 m/ph.

- Hãm êm, loại này thường dùng cho thang máy có độ lớn hơn 45 m/ph và thang máy chở bệnh nhân.

1.3.7. Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang.

a), Đối trọng bố trí phía sau cabin (hình 1.3a).

b) Đối trọng bố trí một bên cabin (hình 1.3b).

Trong một số trường hợp đối trọng có thể bố trí ở một số vị trí khác mà không cùng chung giếng thang với cabin.

1.3.9. Cụm đối trọng

Khung đối trọng được làm từ thép cán hình U hoặc tôn dập. Dầm trên liên kết với hệ thống treo (ty treo cáp hoặc palăng cáp). Dầm dưới, các quả đối trọng được đặt trên nó.  

Quả đối trọng được chế tạo từ gang hoặc thép, kích thước và khối lượng tùy thuộc và từng loại thang, nhưng quả đối trọng có thể chế tạo từ bêtông nặng kết hợp đai thép xung quanh với bê tông có kết hợp cùng các loại vật liệu nặng khác như bi sắt, xi sắt,...

1.4. Tính năng suất của thang máy bệnh viện.

Năng suất của thang máy nâng hàng có thể tính theo công thức:

A = (3,6.Q_v)/T φ₁=3,6.600/77,8.0,9 = 24,98

Trong đó:

Qv: trọng lượng vật nâng, QV = 600 (kg)

φ₁: hệ số tính đến việc chất tải không như nhau trong mỗi chuyến chở, φ₁= 0,5 ÷ 0,9

T: Thời gian của một chuyến chở cũng giống như đối với các thang máy chở người.

Thời gian của một chuyến chở được tính theo công thức

T=  2H/v+t_p=  2.73/3,5+36,08 = 77,8

Trong đó:

H: chiều cao nâng cabin, H = 73 (m)

v: tốc độ danh nghĩa của cabin, v = 3,5 (m/giây)

tp: thời gian phụ (giây) cần thiết cho việc tập kết cabin ở tầng, thời gian để khách đi ra khỏi cabin, thời gian mở cửa và đóng cửa, thời gian mở máy chuyển động cabin.

=> t_p=[8+(15+1)+1.8.1,1].1,1=36,08

Chương II: HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THANG MÁY

2.1. Sơ đồ dẫn động của thang máy có hộp số

a) Sơ đồ dẫn động của thang máy có hộp số:

Sơ đồ thiết bị thang máy như hình 2.1.

b) Nguyên lý hoạt động của thang máy hoạt động trong 3 trạng thái sau đây.

* Khi thang máy đang vận hành:

- Các ròng rọc được kết nối với động cơ motor, khi motor quay làm ròng rọc quay. Khi đó ròng rọc sẽ làm cho dây cáp di chuyển và kéo cabin thang máy di chuyển theo hướng đã được thiết lập trước. Và khi động cơ quay theo chiều ngược lại thì ròng rọc quay theo chiều ngược lại và thang máy di chuyển ngược lại theo chiều đã thiết lập.

- Cabin thang máy và đối trọng di chuyển trên rail hướng dẫn theo hai bên giếng thang. Rail và đối trọng giúp giữ cabin được di chuyển đúng hướng hành trình tránh lắc lư qua lại và dừng an toàn trong các trường hợp khẩn cấp.

* Khi thang máy gặp hỏa hoạn:

- Đối với thang máy có chức năng báo hiệu và hoạt động khi có hỏa hoạn, công tắc của chức năng đó sẽ được khởi động trong trường hợp có hỏa hoạn đồng thời đưa thang máy về tầng gần nhất.

Đối trọng có công dụng dùng để cân bằng với cabin tải khi thang có tải và không tải, giảm sức kéo động cơ.

Trọng lượng đối trọng có thể tính theo công thức sau:

Đ = C + y.Q,                        (CT 5.1)

Trong đó:

C: trọng lượng cabin; (0,75.Q = 0,75.600 = 450)

Q: tải trọng nâng danh nghĩa của thang máy;

y: hệ số cân bằng. y = 0,5.

Thay số ta được trọng lượng đối trọng:: Đ = 450 + 0,5 .600 = 750 kg=7357,5 N

2.3. Tính chọn cáp nâng

2.3.1. Xác định lực căng lớn nhất

Ta có thể chọn nhanh tốc độ nâng thang máy: V_a = n.(5÷10) m/phút

Trong đó n là số tầng.

=> V_a = 15.5 = 75 m/phút . Ta chọn V_a = 60 m/phút = 1 m/s

Vận tốc của puly:

V_puly = V_a . a = 1. 1= 1 m/s = 60 m/ph

=> S_max  =((600 + 450))/1.5= 210 kg =2060,1 N                 (CT 5.2)

2.3.3. Xác định đường kính của sợi cáp

Ta chọn cáp thép ЛК-O, 6x19+1 (GOST 3077-80). Thông số cáp thép ЛК-O thể hiện như bảng 2.2.

Với các thông số sau:

S_đ = 32961,6 N ≈ 39800 N

σ_b = 1600MPa

d_c = 8,8 mm.

m_cáp = 0,294 kg/m

2.3.5. Xác định kích thước cơ bản của puly ma sát.

Số sợi cáp riêng biệt treo cabin và đối trọng sử dụng puly ma sát lấy n = 5

Đường kính puly dẫn động ( puly ma sát) tính đến tâm cáp nâng được xác định theo công thức sau:

D ≥ e × d_c              (CT 6.1)

Trong đó : 

D: đường kính của puly ma sát tính đến tâm cáp, (mm).

e: tỷ số giửa đường kính cáp và puly . Giá trị của nó được xác định tùy theo loại thang và tốc độ (e = 40 ứng đối với thang máy chở người và  không có người áp tải)

=> D ≥ 40 . d_c =  40 . 8,8 = 352 (mm).

- Trạng thái làm việc của thang máy có kể đến lực quán tính khi phanh và mở máy: mở máy nâng cabin đầy tải từ vị trí cuối cùng; phanh cabin đầy tải hạ xuống vị trí dưới cùng; mở máy hạ cabin không tải từ vị trí trên cùng; phanh cabin không tải khi nâng cabin lên đến vị trí trên cùng.

+ TH1: Trạng thái thử tải tĩnh

S₂= Q.K_qt+G_Cabin=600.1,5 + 450=1350 kg=13243,5 N (CT 6.4)

S₁=G_đt = 750 kg=7357,5 N

+ TH2: Trạng thái làm việc của thang máy có kể đến lực quán tính khi phanh và mở máy (Do phải phụ thuộc vào thông số động cơ để tính trạng thái làm việc nên ta chọn thông số theo trường hợp 1 để dễ tính toán)

P = kP_max=k(S₂ – S₁ )_max.

=> P=k.(S₂-S₁ )=1,1.(13243,5-7357,5)=6474,6 (N)   (CT 6.6)

2.5. Hộp giảm tốc

2.5.1. Số vòng quay của puly

Số vòng quay của puly được tính theo công thức:

n_lv=(60.v_t)/(π.D )=60.1/(π .0,48)=39,7887 (vg/ph)   (CT 6.10)

2.5.3. Xác định thông số động học của hộp giảm tốc

Xác định thông số động học của hộp giảm tốc:

- Tốc độ quay trên các trục :

Trục vít : n₁ = n_dc = 970 (v/ph)

- Công suất trên các trục :

+ Trên trục động cơ : N_dc = P_dc. η_kn =15. 1 = 15 (KW)   (CT 6.12)

+ Trên trục vít: N₁ = N_dc  × η_ol  = 15×0,995 = 14,925 (KW)

+ Trên trục bánh vít : N₂ =N₁× η_ol × η_tv = 14,925×0,995× 0,7 = 10,39526 (KW)     

Ta chọn loại động cơ dựa trên các thông số đã tính theo bảng catalog của 2 công ty. Chọn loại động cơ GMEL 180 L6a, có các thông số sau:

- Công suất: 15 kW

- Tốc độ quay: 1000 vòng/phút

- Hiệu suất: IE3 (Hiệu suất cao)

CHƯƠNG III: THANG CUỐN

3.1. Công dụng thang cuốn.

- Thang cuốn, trong một số trường hợp cũng được gọi là thang máy hay cầu thang máy, là một thiết bị vận chuyển người, dạng băng tải. Thang cuốn gồm hệ thống những bước thang có thể chuyển lên trên hay xuống dưới liên tục luân phiên nhau thành vòng tròn khép kín, và ăn khớp với nhau bằng những khe sâu trên bề mặt. Đường đi của thang cuốn phổ biến là đường thẳng nhưng một số khác được thiết kế dạng xoắn ốc để tiết kiệm diện tích.

- Thang cuốn thường được lắp đặt ở các sân bay, siêu thị, trung tâm thương mại, các ga tàu điện... Thang cuốn hiện đại được sử dụng từng đôi với một chiều lên và một chiều xuống.

3.2. Phân loại.

Thang được phân loại dựa trên 6 đặc điểm sau:

- Theo chiều rộng của bậc thang:

+ Thang cuốn có chiều rộng 600 mm

+ Thang cuốn có chiều rộng 800 mm

- Theo độ nghiêng so với phương ngang:

+  Góc nghiêng so với phương ngang là 30 độ

+ Góc nghiêng so với phương ngang là 35 độ

Ngoài ra, cũng có loại thang có độ nghiêng nhỏ hơn hoặc lớn hơn nhưng không phổ biến.

- Theo vị trí lắp đặt:

+ Thang lắp trong tòa nhà

+ Thang lắp ngoài tòa nhà

3.3. Sơ đồ cấu tạo.

Thang cuốn bao gồm nhiều bộ phận phức tạp, đảm bảo sự vận hành trơn tru và an toàn:

- Nút dừng thang:

Được sử dụng để dừng thang khi cần thiết, tránh sự cố nguy hiểm.

- Lan can và giàn chịu tải

+ Lan can: Gồm tay vịn, tấm trong (kính hoặc inox sọc nhuyễn), khung truyền, và tấm bảo vệ.

- Bậc thang

+ Xích và mặt bậc.

+  Vách nâng, con lăn.

- Hệ thống động cơ và truyền động:

+ Động cơ kéo và biến tần.

+ Lò xo căng xích.

3.4. Nguyên lý làm việc.

a) Sơ đồ truyền động của thang cuốn:

Sơ đồ truyền động của thang cuốn như hình 3.2.

b) Nguyên lý hoạt động:

- Khi ấn nút khởi đông hoặc khi nhận được tín hiệu (đối với thang có bộ khởi động và đứng từ đông cộng của cô điện qua bộ truyền xích 2 làm cho trục 3 quay, qua bộ truyền xích 4 làm cho trục 5 quay. Hai dài xích 9 mang bậc thang 17 xem hình 5 t chuyển động lên hoặc xuống (phụ thuộc chiều quay của trục động cơ). 

- Muốn dừng thang, ấn nút dừng (STOP) hoặc sẽ tự động dừng khi không có người sử dụng sau một thời gian nhất định (đối với thang khởi động và dùng tự động). 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Pgs.Ts VŨ LIÊM CHÍNH (Chủ biên), Ts. PHẠM QUANG DŨNG, Ths. HOA VĂN NGŨ. Thang máy. Nhà Xuất bản KH&KT.

2. Ths. HOA VĂN NGŨ (Chủ biên), Pgs.Ts VŨ LIÊM CHÍNH, Ts. PHẠM QUANG DŨNG. Thang máy và Thang cuốn. Nhà Xuất bản KH&KT.

3. Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, Tập 1. Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, 2015.

4. Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, Tập 2. Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam, 2015.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ TIỂU LUẬN"